Etude de l’influence des nanofluides sur la cinétique de formation des hydrates de gaz

Abstract

Le procédé de captage de CO2 par formation d’hydrates est une alternative récente très prometteuse. La perspective d’application de cette technique aux gisements gaziers, vise une séparation sélective du CO2 obtenu sous pression. On s’intéresse dans ce travail original à améliorer, la cinétique de formation des hydrates de CO2, la sélectivité de captage en faveur de CO2 et le taux de conversion de CO2 en hydrates, grâce à l’emploi de nanoparticules (SiO2, Al2O3, CuO, Cu, Al et Ag) comme agents promoteurs du processus. Les résultats obtenus montrent une amélioration significative de la cinétique du processus. L’effet observé est différent d’une classe de nanoparticule à l’autre, et d’une concentration en nanoparticules à une autre. Les nanoparticules de SiO2 et de CuO à partir d’une concentration minimale semblent avoir un effet positif et jouer un rôle promoteur de la cinétique de formation de ces hydrates. L’effet devient plus en plus important avec l’augmentation de la concentration en nanoparticules. A une concentration au-dessous de la concentration minimale, l’effet est inversé. Les nanoparticules d’Al2O3 et de Cu avec une limite de concentration maximale peut jouer un rôle positif et promoteur. A une concentration au-dessus de la concentration maximale, l’effet est inversé. Alors que, les nanoparticules d’Al et d’Ag à une concentration maximale semblent avoir un effet positif au début de ce processus, tandis que cet effet a été inversé à la fin. The process of CO2 capture by hydrate formation is a very promising recent alternative. The prospect of applying this technique to gas fields aims a selective separation of CO2 obtained under pressure. We are interested in this new process to improve the kinetic of CO2 hydrate formation, the selective CO2 capture and the CO2 conversion rate to hydrates, using nanoparticles (SiO2, Al2O3, CuO, Cu, Al and Ag) as promoting agents of process. The results show a significant improvement in the kinetics of the process. The observed effect is different from a nanoparticle class to another and from a concentration to another. SiO2 and CuO nanoparticles from a minimum concentration appear to have a positive effect and show a role in promoting of the formation kinetics of these hydrates. The effect becomes more important with increasing of nanoparticles concentration. At a concentration below the minimum concentration, the effect is reversed. The nanoparticles of Al2O3 and Cu with a limit of maximum concentration can show a positive role and promoter. At a concentration above the maximum concentration, the effect is reversed. While, Al and Ag nanoparticles at maximum concentration appear to have a positive effect at the beginning of this process, while this effect was reversed at the end. عملية فصل ثاني أكسيد الكربون عن طريق تشكل الهيدرات هو بديل حديث وواعد، ويهدف احتمال تطبيق هذه التقنية في حقول الغاز الى الفصل الانتقائي لثاني أكسيد الكربون الذي يتم الحصول عليه تحت الضغط . اهتمامنا بهذا العمل الأصلي يهدف الى تحسين حركية تشكل هيدرات ثاني أكسيد الكربون, الانتقائية في الفصل ومعدل التحول الى هيدرات وذلك باستخدام الجسيمات النانوية : (Ag,Al,Cu,CuO,Al2O3,SiO2) كمحفز لهذه العملية .النتائج التي تم الحصول عليها تظهر تحسنا في حركية العملية والتأثير الملاحظ يختلف من صنف لأخر ومن تركيز الى تركيز ثاني . الجسيمات النانوية ل CuO و SiO2 ابتداء من التركيز الادنى يبدو أن لها تأثيرا ايجابيا وتلعب دورا في تعزيز حركية تشكل هذه الهيدرات . هذا التأثير يصبح أكثر أهمية مع زيادة تركيز الجسيمات النانوية, عند تركيز أقل من التركيز الادنى يصبح المفعول عكسي . الجسيمات النانوية ل Al2O3 و Cu الى غاية التركيز الاقصى يمكن أن تلعب دورا ايجابيا ومحفزا . عند تركيز أكبر من التركيز الاقصى يصبح المفعول عكسي . في حين أن الجسيمات النانوية ل Al و Ag مع أقصى تركيز يبدو أن لها تأثيرا ايجابيا عند بداية العملية, ثم ينعكس هذا التأثير في النهاية .